평형 상수 란 무엇입니까?
일부 화학 작용은 한 방향으로 되돌릴 수 없습니다. 이것의 한 예는 화학식 2 H 2 + O 2 => 2 H 2 O에 나타낸 바와 같이, 산소 (O)에서 수소 (H) 가스를 연소시켜 물을 생성하는 것이다. 반대 반응, 2 H 2 O => 2 H 2 + O 2 는 시간이 얼마나 걸리더라도 이러한 조건에서 발생하지 않습니다. 화학자 Claude-Louis Berthollet이 1803 년에 발견 한 것처럼 가역 반응이 있습니다. 가역 반응은 역반응이 선호되는 반응이 될 때까지 한 방향으로 진행하여 평형을 이루고 평형 상수를 계산할 수 있습니다.
이러한 평형 상수는 많은 과학자들의 노력을 통해 시간에 밝혀진 수학적 관계에서 도출되었습니다. 이러한 관계는 반응 시스템에서 용해 된 종의 농도 비율을 이용합니다. 하나의 간단한 예는 아세트산의 이온화입니다. 다른 하나는 가스 이질 소 테트라 옥사이드의 가역적 분해이다. 이들에서, 모든 실시 예에서와 같이, 평형 상수는 온도와 같은 시스템 조건에 의존한다.
아세트산은 양의 수소 이온과 음의 아세테이트 이온으로 분리됩니다. 반응을 가역적 인 것으로 만드는 것은 이들 이온이 산 분자로 재결합 될 수 있고 재결합 될 것이라는 점이다. 그런 다음 다른 아세트산 분자가 분해되어 재조합 된 분자를 대체합니다. 결과는 평형이며, 수학적 표현으로 이어집니다. 이온 및 산 농도는 식 K = [H +] [Ac-] / [HAc]에 의해 평형 상수에 관련된다. 논리적으로, 역반응에 대한 평형 상수는 산 농도가 분자가되고 이온 농도가 분모가되기 때문에이 K의 역수입니다.
질소 (N) 및 산소를 함유하는 이질 소 테트라 옥사이드의 경우, 화학 반응은 N 2 O 4 ⇆ 2 NO 2로 표기된다. 폐쇄 시스템에서이 두 종의 비율 변화는 시스템 압력의 변화에 달려 있습니다. 분해되는 각각의 테트라 옥 시드 분자에 대하여, 이산화질소 분자 2 개가 압력을 증가시킨다. 이것은 에너지를 필요로하고, 한 지점을 넘어서서, 분할을 싫어한다. 방정식은 K = [NO 2 ] [NO 2 ] / [N 2 O 4 ]를 읽습니다. 아세트산의 경우, 모든 역반응에 대한 모든 평형 상수와 마찬가지로 역반응에 대한 평형 상수는이 K의 역수이다.
돌이킬 수없는 반응은 뒤집을 수있는 반응과 동일한 수학적 관계를 따릅니다. 그러나, 그러한 경우에, 분모가 순방향 반응 또는 역반응을 조사하면 분모는 0 또는 무한대가된다. 이것은 반대 값, 무한대 또는 0을 갖는 평형 상수를 암시합니다. 그러한 정보는 쓸모가 없습니다. 또한 반응을 완료 할 수있는 가능성이 흥미롭고, 반응물을 보유하는 반투과성 막을 통해와 같이 시스템에서 생성물 중 하나를 제거함으로써이를 되돌릴 수 없게 만든다.